基于wsl2的python-opencv的docker开发环境配置

下学期项目需要学习opencv，打算 python 原型设计，有精力再 CPP 优化。
　　 CPP 的环境配置起来麻烦，我选择VS2022作为 IDE。
　　 PY 环境不想弄在宿主机，放到 wsl2 的 docker 里面。我的 win10 安装了Ubuntu22.04版本的 wsl2，对于一些 linux 环境下更好做的事就用它。这台云服务器虽说也是 linux 环境，但是性能不如自己电脑。

第一步，win10 准备工作

• 安装Xlaunch，下载地址。
• 运行Xlaunch
  1. 选择Multiple windows，Display number: -1。
  2. Start no client。
  3. 勾选Native opengl，硬件加速。勾选Disable access control，放开安全策略，简单。如果有更高的保密要求，这条不勾选，需要进一步配置。
• 更改 win10 系统防火墙策略设置，图源知乎。

第二步，WSL2 配置

export LIBGL_ALWAYS_INDIRECT=1
export DISPLAY=$(ip route | grep default | awk '{print $3}'):0.0
# export DISPLAY=你的win10的IPV4:0.0

将这两条命令加入到你的 WSL 的 shell 环境/.bashrc或者/.zshrc最末尾。第二条命令是自动获取主机 IP，如果失效，则用第三条命令，自己在 win 端ipconfig来获取 IPV4，手动填入。
　　这时 WSL2 的 GUI 应该可以发送给 win10 了，可以通过xclock小程序来检验。

sudo apt update
sudo apt install x11-apps
xclock

win 系统出现可爱小闹钟即成功，如果卡在 wsl 没有反应，说明 wsl 已经运行xclock但是 x11 转发失败。

第三步，启动docker

1. 这个版本的 ubuntu 没安装systemd和systemctl，而且安装有一些坑。只能通过sudo service docker install启动 docker。
2. 构建一个 docker 镜像，配置了 python 和 opencv 环境，以及常用的 zsh，vim 等小工具（这些非必须）。dockerfile如下：

# 使用Ubuntu作为基础镜像
FROM ubuntu:20.04

# 设置非交互式安装以避免安装过程中的交互式询问
ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

# 设置为中国国内源
RUN sed -i 's/archive.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apt/sources.list
RUN sed -i 's/security.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apt/sources.list

# 安装必要的软件包
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    python3 \
    python3-pip \
    x11-apps \
    vim \
    zsh \
    wget \
    git \
    curl \
    neofetch \
    figlet \
    libgtk2.0-dev \
    pkg-config \
    libgl1-mesa-glx && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 设置时区，例如设置为"Asia/Shanghai"
RUN ln -fs /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && dpkg-reconfigure --frontend noninteractive tzdata


# 安装Python的OpenCV库（带GUI支持）
RUN pip3 install opencv-python


# 安装和配置oh-my-zsh

# RUN sh -c "$(curl -fsSL https://gitee.com/mirrors/oh-my-zsh/raw/master/tools/install.sh)" || true \
#     && git clone https://gitee.com/zjy_1671/zsh-syntax-highlighting.git ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-syntax-highlighting \
#     && git clone https://gitee.com/chenweizhen/zsh-autosuggestions.git ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-autosuggestions

RUN sh -c "$(curl -fsSL https://gitee.com/mirrors/oh-my-zsh/raw/master/tools/install.sh)" || true \
    && git clone https://github.com/zsh-users/zsh-autosuggestions ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-autosuggestions \
    && git clone https://github.com/zsh-users/zsh-syntax-highlighting.git ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-syntax-highlighting



# 复制.zshrc文件到容器
COPY .zshrc /root/.zshrc


# 设置默认shell为zsh
ENV SHELL /bin/zsh

# 设置工作目录
WORKDIR /workspace

# 默认命令启动zsh
CMD ["zsh"]

构建镜像，快慢取决于网速。

docker build -t pycv2 .

3. 根据镜像启动容器，docker run 命令参数。

docker run -itd --name pycv2 \
    -e DISPLAY=$DISPLAY \
    -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
    pycv2

• -itd：这个组合参数使容器以交互模式运行，并分配一个伪终端（-it），同时-d 参数使容器在后台运行。

• --name pycv2：为容器指定一个名称。

• -e DISPLAY=$DISPLAY：设置环境变量 DISPLAY，以便容器内的应用程序知道如何连接到 X 服务器。

• -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix：将宿主机上的 X11 套接字目录挂载到容器内，以实现 X11 转发。

• pycv2：指定要运行的 Docker 镜像及其标签。

4. 在 docker 内重复前面的步骤，安装 X11-apps，运行 xclock，如果 win10 出现熟悉的小闹钟，则说明成功。

第四步，vscode 进行 docker 开发。

vscode 安装 docker 插件，可以直接识别 WSL 中的正在运行的 docker，将文件挂载到工作区，也可以进入 shell。
　　创建一个目录，传一个图片进去，再创建一个 py 文件，做一个简单的测试。

import cv2

# 加载图片
image = cv2.imread('fulilian.png') # 绝对路径

# 获取图片的原始高度和宽度
original_height, original_width = image.shape[:2]

# 设置最大高度为600像素
max_height = 300

# 如果原始高度大于最大高度，则计算缩放比例
if original_height > max_height:
    # 计算缩放比例
    scaling_factor = max_height / original_height

    # 计算新的宽度，保持宽高比不变
    new_width = int(original_width * scaling_factor)

    # 调整图片大小
    resized_image = cv2.resize(image, (new_width, max_height))
else:
    # 如果原始高度小于或等于最大高度，则不需要缩放
    resized_image = image

# 显示调整大小后的图片
cv2.imshow('Resized Image', resized_image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

成功运行！